Uusiutuvan energian mahdollisuudet hevostiloilla

Transkriptio

1 Uusiutuvan energian mahdollisuudet hevostiloilla InforME - Informaatiomuotoilulla maaseudun uusiutuvan energian mahdollisuudet esille Mari Eronen Sivu

2 Johdanto Energiatehokkuuden parantaminen ja uusiutuvien energianlähteiden käytön lisääminen ovat tärkeä osa EU:n energialinjauksia. Suomen maaseudulla on runsaasti potentiaalia uusiutuvan energian tuotantoon. Tämä pitäisi nähdä voimavarana ja yhtenä keinona saavuttaa asetetut tavoitteet. Uusiutuvan energian käytön lisäämistä pyritään edistämään mm. tarjoamalla koulutusta, neuvontaa ja investointitukia. Hevostalous muodostaa yhä merkittävämmän osan suomalaisesta maaseudusta. Tässä selvityksessä tarkasteltiin suomalaisten hevostilojen mahdollisuuksia uusiutuvan energian tuotantoon. Sivu

3 Hevostilojen ympäristö- ja energiakysymykset Suomen hevostalous on monimuotoista ja jatkuvassa kasvussa Vuonna 2015 Suomessa oli hevosta hevostallia hevosalalle työllistynyttä ratsastuksen harrastajaa raviurheilun harrastajaa ja seuraajaa Suomalaisilla hevostiloilla on hyvät mahdollisuudet parantaa energiaomavaraisuuttaan, kunhan ne vain osataan tunnistaa.

4 Hevostilojen ympäristö- ja energiakysymykset Hevostiloilla energiaa tarvitaan lähinnä valaistukseen, ilmanvaihtoon ja veden lämmitykseen Hevoset tuottavat lämpöä talliin, mutta lisälämpöä tarvitaan yleensä varustehuoneissa ja toimistotiloissa - Tallin lämpötilaksi suositellaan 2 8 C, eikä se saisi kesälläkään nousta yli 25 C - Yhden hevosen lämmönluovutusteho on noin W Suurimmat ympäristökysymykset liittyvät yleensä lantahuoltoon - Lain mukaan lanta tulisi ensisijaisesti käyttää lannoitteena kasvintuotannossa, toissijaisesti hyödyntää energiana Sivu

5 Hevostilojen ympäristö- ja energiakysymykset Yhä useammat tallit sijaitsevat lähellä taajama-alueita, mikä aiheuttaa ongelmia lannan sijoitukselle Hevosen lannasta suuri osa on kuiviketta (jopa %), mikä vaikuttaa huomattavasti lannan hyötykäyttömahdollisuuksiin Suomessa suosittu purukuivike on lannoitteena tehoton sen hitaan kompostoitumisen vuoksi Lanta voidaan hyödyntää energiana usealla eri tavalla - Poltto - Terminen kaasutus - Mädätys - Kompostilämmöntalteenotto Sivu

6 Maatilan energiasuunnitelma Maaseutuviraston Neuvo palvelu tarjoaa maatiloille mm. energianeuvontaa ja -suunnittelua. Maatiloille voidaan tehdä Maatilan energiasuunnitelma, jossa kartoitetaan tärkeimmät energiatehokkuuden kehittämiskohteet tai esimerkiksi vaihtoehdot lämmitysratkaisuissa. - Myös tilan energiapotentiaali kartoitetaan pääpiirteissään. Tässä selvityksessä kolmelle erilaiselle hevostilalle tehtiin Maatilan energiasuunnitelma, jonka pohjalta tilojen energiantuotantopotentiaalia arvioitiin laajemmin ja tarkemmin.

7 Energiantuotanto hevostiloilla Tässä selvityksessä tarkasteltiin hevostilojen mahdollisuuksia uusiutuvan energian tuotantoon seuraavilta osin: - Biokaasun tuotanto hevosen lannasta ja nurmimassasta - Hevosen lannan kompostilämmöntalteenotto - Oljen käyttö polttoaineena - Aurinkoenergia ja tuulivoima sähköntuotannossa Työvälineenä arvioinnissa käytettiin apuna internet-pohjaisia laskureita ja sovelluksia Sivu

8 Biokaasu Biokaasua tuotetaan mädättämällä orgaanista ainesta (esim. lanta, nurmimassa, biojäte) hapettomissa olosuhteissa - Märkä- tai kuivamädätys syötteen kuiva-ainepitoisuudesta riippuen Biokaasuseos koostuu enimmäkseen metaanista (35-80 %) ja hiilidioksidista (20-65 %) - Lisäksi typpeä 0-25 %, rikkivetyä 0-2 % sekä kloori- ja fluoriyhdisteitä Biokaasun lämpöarvo on 4-6 kwh/m3, riippuen metaanipitoisuudesta - Metaanin energiasisältö on noin 10 kwh/m3 Biokaasua voidaan käyttää lämmön tuotannossa, yhdistetyssä lämmön ja sähkön tuotannossa (CHP = Combined Heat and Power) tai jalostaa liikennepolttoaineeksi Sivu

9 Kompostilämmöntalteenotto Kompostoinnin ensisijainen tarkoitus on parantaa lannan ominaisuuksia ja hyödynnettävyyttä maanparannusaineena samalla kun taudinaiheuttajat ja rikkakasvien siemenet tuhoutuvat. Kompostointi on aerobinen prosessi, jossa mikro-organismit muuttavat eloperäistä ainesta kompostituotteeksi. - Samalla syntyy hiilidioksidia, vettä, nitraattia, sulfaattia, humusta ja lämpöä. Tyypillisin tapa on passiivinen kompostointi varastoinnin aikana Rumpukompostointi on esimerkki aktiivisesta kompostoinnista Prosessissa syntyvä lämpö on mahdollista ottaa talteen ja hyödyntää esim. tallin tilojen ja käyttöveden lämmityksessä. Sivu

10 Olki polttoaineena Olkea syntyy viljantuotannon (vehnä, ohra, ruis, kaura) sivutuotteena, joten sen tuotantokustannukset ovat suhteellisen edulliset. Oljen tehollinen lämpöarvo kuiva-ainekilogrammaa kohden on keskimäärin 17,4 MJ. Olki soveltuu hyvin poltettavaksi lämpökattiloissa ja on polttoominaisuuksiltaan samankaltainen kuin puu. Hehtaarin viljelyalalta on mahdollista saada noin 2-4 tonnin kuivaainesato olkea. - Tämän perusteella voidaan laskea energiasaannoksi noin MWh/ha. Olki voidaan myös jatkojalostaa pelleteiksi tai briketeiksi, mikä kasvattaa polttoaineen tiheyttä ja helpottaa käsittelyä. Myös öljykasvien (rapsi, rypsi) olkia voidaan käyttää polttoaineena Sivu

11 Aurinko ja tuuli Auringon säteilyenergiaa voidaan käyttää lämmön tuotantoon aurinkokeräimillä tai sähkön tuotantoon aurinkopaneeleilla. Säteilystä pystytään hyödyntämään lämpöenergiana noin % ja sähkönä noin 15 %. - Auringon säteilymäärä Suomessa on keskimäärin kwh/m2 Suomessa on taloudellisesti kannattavinta tuottaa aurinkosähköä vain omaan käyttöön, ja siksi järjestelmän mitoittaminen sopivaksi on tärkeää. Tuulivoimaa hyödynnetään enimmäkseen sähkön tuotannossa muuntamalla ilman virtauksen liike-energia ensin pyörimisenergiaksi ja edelleen sähköksi generaattorin avulla. Tuulivoimalan energiantuotantopotentiaaliin vaikuttavat nimellistehon lisäksi tuuliolosuhteet, voimalan ominaisuudet ja maston korkeus Sivu

12 Energiankulutus hevostiloilla Tila 1 Tila 2 Tila 3 Lämmitys yhteensä (kwh) Asuinrakennus Hevostalli Maneesi Viljankuivuri Muu Sähkönkulutus yhteensä (kwh) Asuinrakennus Hevostalli Maneesi Viljankuivuri Muu Yhteensä (kwh) Eläimet Hevosten lukumäärä Lehmien lukumäärä Viljelyala (ha) Yhteensä Laidun Heinä Vilja Öljykasvit Viherkesanto Muu Taulukossa on esitetty arvio energiankulutuksesta, sekä energiantuotantopotentiaali (eläinten lukumäärä ja viljelyala) selvitykseen osallistuneilla hevostiloilla. Sivu

13 Tulokset: Biokaasun tuotanto Kuvissa on esitetty hevosen lannasta ja nurmimassasta tuotetun biokaasun lämpöenergiapotentiaali. Sivu

14 Tulokset: Kompostilämmöntalteenotto Kuvassa on esitetty hevosen lannan teoreettinen lämmöntuottopotentiaali rumpukompostorilla hevosmäärän mukaan. Sivu

15 Tulokset: Olki polttoaineena Kuvassa on esitetty vilja- ja öljykasvien olkien lämpöenergiapotentiaali viljelyalan mukaan. Sivu

16 Tulokset: Aurinkoenergia Kuvassa on esitetty aurinkoenergian tuotantopotentiaalin kuukausittainen vaihtelu 10 kw:n järjestelmällä yhdellä tutkituista tiloista. Sivu

17 Tulokset: Tuulivoima Tulokset osoittivat, että keskituulennopeus jokaisen tutkitun tilan kohdalla on 5 5,5 m/s, 50 metrin korkeudella, mikä olisi riittävä tuulivoimalan toiminnan kannalta. Pientuulivoimalan korkeus on 5 30 metriä, jolloin tuulennopeus on pienempi. - Vertailun vuoksi sääasemalla 10 metrin korkeudella mitattu keskituulennopeus on 1,5 m/s Sivu

18 Johtopäätökset Yhdellä tutkituista tiloista voisi olla riittävästi potentiaalia biokaasun tuotantoon hevosen lannasta ja nurmimassasta, mutta yksittäiselle tilalle biokaasulaitoksen perustaminen on todennäköisesti liian suuri investointi. Yhteinen biokaasulaitos saattaa olla toimiva ratkaisu sellaisille alueille, joille on keskittynyt useita hevostiloja. Lannan kompostilämmöntalteenotto on mahdollista toteuttaa jokaisella tutkituista tiloista, ja on kustannuksiltaan huomattavasti halvempi kuin biokaasulaitos. Kaikilla tutkituista tiloista olisi mahdollista tuottaa osa tarvittavasta sähköstä aurinkoenergiaa ja tuulivoimaa hyödyntäen. Ennen pientuulivoimalan perustamista tiloille suositellaan tarkempien mittausten teettämistä paikallisten tuulisuusolosuhteiden arvioimiseksi Aurinkokeräimien hyödyntäminen esim. käyttöveden lämmityksessä voi olla hyvä ratkaisu monelle hevostilalle. Sivu

19 Yhteenveto Hevosen lanta on monella hevostilalla hyödyntämätön energianlähde. Hevosen lannasta voidaan tuottaa biokaasua, mutta tilakohtaisen biokaasulaitoksen perustaminen on harvalle yksittäiselle tilalle kannattava ratkaisu. Suomessa on useita hevoskeskittymiä, joille voisi perustaa yhteisen biokaasulaitoksen. Yksittäiset tilat voivat hyödyntää lannan kompostoinnissa syntyvän lämmön. Monella hevostilalla viljellään viljaa, jolloin sivutuotteena syntyy olkea. Tilat voisivat parantaa energiaomavaraisuuttaan käyttämällä olkea lämmön tuottamiseen. Aurinko ja tuuli voivat toimia apuna hevostilojen sähköntuotannossa, mutta ainoaksi energianlähteeksi ne eivät sovi, koska tuotanto vaihtelee sääolosuhteiden mukaan. Lisätietoa aiheesta osoitteessa: Sivu

20 InforME - Informaatiomuotoilulla maaseudun uusiutuvan energian mahdollisuudet esille projektisuunnittelija Mari Eronen mari.eronen@lamk.fi p